不久前，有儀器儀表廠商推出了使用VNA測試EVM的功能，在業(yè)內(nèi)引起了一定影響，當(dāng)然也有很多專家提出質(zhì)疑。

    參見這篇文章身后有余忘縮手,眼前無路想回頭---VNA的初心

     其實任何事情，提出反對意見，是成本最低的。別人想了好久，花了好大精力，實現(xiàn)了一個東西，你只要舉手說“反對”就可以了，這是成本最低的。

     所以，尤老師認(rèn)為，我們還是要要深入研究其原理，再下結(jié)論。但是這里要稍微提一下，該方法也并不是什么Rocket Science。這個地球上目前做Rocket Science最有名的就是Elon Musk，他做的真的是Rocket Science literally。

     由于水平有限，本文如有錯誤，歡迎大家指出。

適用范圍

   使用網(wǎng)分測試EVM，只能測試“可插入”器件，例如放大器、混頻器等多端口器件，必須是有激勵、有輸出響應(yīng)的器件，不適用于發(fā)射機整機這樣的單端口設(shè)備。

理論基礎(chǔ)

     這種方法的理論基礎(chǔ)是Parseval定理，該定理是Marc-Antoine Parseval同學(xué)在1799年提出的，所以尤老師認(rèn)為，這個技術(shù)確實不是什么Rocket Science。

    關(guān)于Parseval定理的描述如下：

    信號的能量既可以按每單位時間的能量在整個時間內(nèi)積分出來，也可以按每單位頻率的能量在整個頻率范圍內(nèi)積分而得到。

簡單地講，信號從時域變換為頻域后，總能量保持不變。時域連續(xù)信號的Parseval定理表達(dá)式如下：

    通常我們測試EVM都是針對時域采樣點計算的（并且要求寬帶接收機，把整個載波信息全部接收下來并采樣），根據(jù)Parseval定理，如果一個寬帶信號，在頻域上被分成N份，每一份單獨測試其EVM（需要有參考信號和測量信號），再通過一些Spectral correlation 統(tǒng)計方法計算，其結(jié)果和傳統(tǒng)的時域計算EVM一致。

    所以這里可以使用窄帶法，因為VNA的接收機一般都是窄帶的，其帶寬就是當(dāng)前的IFBW，目前商用VNA一般從1Hz到10MHz。而且上面的公式中的參考信號X(f)和測量信號Y(f)，這兩個函數(shù)的變量f都是頻率，所以這是在頻域測試的。

測試方法

      網(wǎng)分由于有參考接收機和測量接收機兩個窄帶接收機，使用外部矢量信號源注入一個寬帶信號，激勵被測件，分別在下圖左邊的R接收機接收輸入的理想信號，在右側(cè)的T接收機，接收測量信號。兩者做比較，即可得到一小段頻譜內(nèi)的EVM。

     網(wǎng)分在整個寬帶信號帶內(nèi)掃頻，測試多個點，再用上面的公式的算法，即可得到整體的EVM。

   如下面這篇文章提到：EVM是In-Band distortion，所以掃頻范圍只要和主信號帶寬一致即可。

   夜來加班聲，帶寬知多少？

    其核心思想就是把寬帶信號“切片”，每片分別測試EVM，最后再組合。

激勵信號的變形處理

     理論上任何寬帶調(diào)制信號都可以，一般為了接近真實情況，會使用真實信號激勵，例如5G NR信號。但是該方法需要對信號做一些處理，稱作“Compact Test Signal”。

     其基本思想是：先導(dǎo)入一個“母信號（parent signal）”，然后產(chǎn)生一組多音信號（Multi-tone）， 調(diào)節(jié)Tone之間的相位，使其CCDF等統(tǒng)計特性和“母信號”一致。

    然后用這個Multi-tone信號（代替母信號）去激勵被測件。由于是Multi-Tone，可以配置網(wǎng)分的IFBW和每個Tone的中心對應(yīng)，而且Tone的方法更容易計算幅度相位，如果用真的5G信號，在每段頻譜切片內(nèi)，還是隨機調(diào)制信號，不太好計算幅度和相位（這是尤老師自己猜測的）。

優(yōu)點

    由于采用比較法，理論上可以去除信號源自身不理想引入的殘余EVM，并且采用窄帶接收機，接收機自身的底噪較低。該方法最多就是去除信號源的頻響，至于信號源的噪聲和相位噪聲還是無法去除的。對于5G這類OFDM信號，頻響幾乎可以忽略，但是對于衛(wèi)星通信常用的單載波QAM調(diào)制，測試EVM的時候，是否要去除頻響，如何去除（即使用均衡器Equalizer），這也是一個問題，參見這篇文章

矢量信號分析儀的均衡器

     一次連接即可完成常見器件的S參數(shù)、EVM等所有參數(shù)。

缺點（爭議點）

    對于放大器混頻器這類器件，其EVM可以理解為“附加EVM（Addtitive EVM）” ，其如何定義，如何度量，如何級聯(lián)計算，目前業(yè)界都沒有統(tǒng)一的結(jié)論。

    如果我們非要把一個器件的“附加EVM”和3GPP規(guī)范中發(fā)射機一致性的方法測試的EVM結(jié)果對比，肯定會有一些差異，3GPP一致性測試方法是post FFT處理的，是針對每個子載波解調(diào)之后再計算EVM的，而且還有很多均衡和跟蹤補償算法，對最終的測試結(jié)果都有影響，而網(wǎng)分的方法都沒有這些步驟。

    參見這篇文章

5G信號分析儀中信道估計和跟蹤算法

    雖然工程上，做過很多對比和驗證，結(jié)果有很大的吻合性和參考價值，但是理論上還是有一定爭議。

    但是，質(zhì)疑歸質(zhì)疑，爭議歸爭議，這個方法還是有一定的新意，我們應(yīng)該以開放的態(tài)度來對待它。